采空区自然发火_三带_划分的数值模拟.pdf

第21 卷第5 期 辽宁工程技术大学学报 2002 年 10 月 Vol.21 No.5 Journal of Liaoning Technical University Oct. 2002 文章编号：1008-0562(2002)05-0545-04 采空区自然发火“三带”划分的数值模拟 1 1 2 李宗翔 ，许端平 ，刘立群 ( 1.辽宁工程技术大学 职业技术学院, 辽宁 阜新 123000；2.淮北煤业集团, 安徽 淮北 235000) 摘 要：结合实例，用迎风有限元方法求解了回采采空区漏风渗流方程和氧气渗流耗散方程，从理论上说明采空区氧浓度分布的不均 衡性。用高氧浓度区与蓄热区迭加确定采空区自燃氧化带，以及在各种边界条件下自燃氧化带形状所发生的变化，得出自燃氧化带宽 度与工作面风量近似呈负指数关系，由此导出采空区自然发火危险的判定条件。 关键词：采空区；氧浓度分布；自然发火；迎风有限元 中图号：TD 752.2 文献标识码：A 0 引 言 在回采过程中，采空区残留煤的氧化和瓦斯涌 流场的修正函数。 出稀释使氧浓度降低，同时，因漏风流移动氧又得 y q1 到补给，因此，在采空区内自然形成了冷却带（不 ’ q L 自燃带）、自燃氧化带和窒息带等三带。“三带”的 回 采 划分是分析研究采空区自然发火早期成长的主要依 工 Q 采空区流场 作 据，目前，“三带”划分多是直接依靠埋管取样测定 面 [1] q L 的方法来确定 。为克服实际井下取样点的布设位 o x 置和数量的限制、提高数据资料的综合利用率，这 ’ q 、q 为采空区漏入漏出风量，q 为内部漏风量 L L 1 3 里用实测结果与计算机数值模拟方法相结合，借助 Q 为工作面风量，ｍ/min 图1 采空区流场几何模型 于图形显示技术，给出更详细直观的自燃氧化带形 Fig.1 geometric model of air flow f